Jauch告訴你什么是振蕩器電路最重要的測試程序
來源：http://www.techzozo.com 作者：金洛鑫電子 2020年05月18
Jauch告訴你什么是振蕩器電路最重要的測試程序
如何正確的測試石英晶體振蕩器電路已經(jīng)是老生常談的問題了,關(guān)于這個模塊我們也探討過許多次,在金洛鑫電子之前很多文章中都有提到過,感興趣的可以去看一下.雖然有深入的了解過振蕩器電路測試,但是哪一項是最重要的測試程序你知道嗎?我想這個問題應(yīng)該許多人都回答不上來,但是沒關(guān)系,Jauch晶振公司可以告訴你.
許多工程師在設(shè)計振蕩器電路時并沒有在石英晶體上花費(fèi)太多精力.對于他們來說,這是一個仍然可以正常工作的標(biāo)準(zhǔn)功能.實(shí)際上,這并不是那么簡單.振蕩器電路設(shè)置了應(yīng)用的心跳,并且需要在石英晶體及其其他組件之間進(jìn)行仔細(xì)匹配.否則,產(chǎn)生的頻率的準(zhǔn)確性會受到影響,甚至在現(xiàn)場應(yīng)用可能會失敗.
Jauch希望為客戶避免此類問題.因此,我們對客戶的振蕩器電路進(jìn)行了詳細(xì)分析,目的是使晶體和電路之間達(dá)到最佳匹配.在所謂的”OSF測試”過程中,將檢查以下三個參數(shù):
1)頻率精度
2)振蕩安全系數(shù)(OSF)
3)驅(qū)動器級別
頻率精度:
振蕩器電路的主要任務(wù)是在整個應(yīng)用周期內(nèi)和所有環(huán)境條件下產(chǎn)生穩(wěn)定且準(zhǔn)確的頻率.為此,振蕩器電路的總負(fù)載電容(CL)必須盡可能接近晶體的標(biāo)稱負(fù)載電容(nominal CL)或與之理想匹配.因此,電路分析的第一步是確定石英晶體在其兩個端子處看到的總負(fù)載電容(CL).由于與電路的任何直接接觸都會使測量結(jié)果失真,因此,可以使用放置在電路上方一小段距離的近場探頭,在不接觸的情況下進(jìn)行測量.
然后將晶體從電路中焊接出來,并用Crystal Network Analyzer在標(biāo)稱CL下進(jìn)行測量.總CL與晶體標(biāo)稱CL的偏差越大,頻率偏差就越大.但是,通過檢查分析儀中的晶振,可以確定需要進(jìn)行哪些校正才能提高電路的頻率精度.
振蕩安全系數(shù)(OSF):
在第二步驟中,檢查振蕩器電路的振蕩安全性.該術(shù)語描述了電路在所有可能的環(huán)境條件下快速可靠地啟動的能力.因此,分析著重于電路內(nèi)的電子電阻.如圖1所示,電路中與石英串聯(lián)了一個新的附加電阻(RPot).然后逐步增加RPot的電阻,直到振蕩停止.這種方法模擬了”最壞情況的石英”,并揭示了特定振蕩器電路中石英的最大允許阻抗.
圖1:典型的振蕩電路(皮爾斯配置),帶有一個額外的電阻來計算OSF
以此方式確定的最大阻抗與晶體的ESR,max之比最終導(dǎo)致振蕩安全系數(shù)(OSF).
對于MHz晶體(AT-Cut),對于大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用來說,大于5的OSF被認(rèn)為是足夠的.對于與安全相關(guān)的應(yīng)用,例如在汽車領(lǐng)域或醫(yī)療技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的應(yīng)用,通常需要OSF大于10.
對于32.768K晶體,由于這些電路的設(shè)計功耗極低,因此必須已經(jīng)將OSF值定為3至5,大于5則定為非常好.
驅(qū)動等級:
為了防止石英過載,確定作用在石英上的功率.為此,第一步是使用HF電流鉗(圖2)測量流過石英的電流強(qiáng)度.根據(jù)該測量結(jié)果和已經(jīng)確定的電路參數(shù)來計算石英的“驅(qū)動電平”.驅(qū)動級別不得超過石英數(shù)據(jù)表中指定的最大值.
圖2:為了計算驅(qū)動電平,需要測量流過石英晶體的電流.
超過最大驅(qū)動電平可能會導(dǎo)致頻率偏差,或者在最壞的情況下甚至?xí)?dǎo)致石英故障.
調(diào)整振蕩器電路:
通過所有三個測試均令人滿意的有源晶振電路可以很好地集成到預(yù)期的應(yīng)用中.但是,如果測試發(fā)現(xiàn)缺陷,則必須對電路進(jìn)行調(diào)整.例如,如果有與頻率精度,在電路中的負(fù)載電容的變化可以減少電路C之間的差的問題大號和標(biāo)稱Ç大號石英晶體,從而提高頻率精度.有時也有必要用另一種類型替換原來安裝的晶體.
電路的任何更改都意味著必須再次執(zhí)行此處列出的所有測試.這使得尋找石英與電路之間的完美匹配成為一項費(fèi)時的工作.由于組件的尺寸很小,因此許多工作都是在顯微鏡下完成的.在完成OSF測試后,Jauch為客戶提供了詳細(xì)的測試報告.該報告包含所有重要的測量值,并且,如果需要,還包含有關(guān)調(diào)整電路的明確建議.這樣,通常在開始批量生產(chǎn)之前就可以發(fā)現(xiàn)并避免任何問題.
最后和大家說一句,這兩年Jauch Quartz France公司在國內(nèi)市場,積累了越來越多的用戶,以及提供其石英晶體和石英晶體振蕩器的供應(yīng)商,深圳市金洛鑫電子就是其中之一.并且從去年開始,Jauch晶振品牌就已經(jīng)正式在我司官網(wǎng)上線,并推出相關(guān)的產(chǎn)品,有需要了解和產(chǎn)品資料的,可以聯(lián)系0755-27837162,或者登錄官網(wǎng)http://www.quartzcrystal.cn/查看,隨時歡迎您!
Jauch告訴你什么是振蕩器電路最重要的測試程序
如何正確的測試石英晶體振蕩器電路已經(jīng)是老生常談的問題了,關(guān)于這個模塊我們也探討過許多次,在金洛鑫電子之前很多文章中都有提到過,感興趣的可以去看一下.雖然有深入的了解過振蕩器電路測試,但是哪一項是最重要的測試程序你知道嗎?我想這個問題應(yīng)該許多人都回答不上來,但是沒關(guān)系,Jauch晶振公司可以告訴你.
許多工程師在設(shè)計振蕩器電路時并沒有在石英晶體上花費(fèi)太多精力.對于他們來說,這是一個仍然可以正常工作的標(biāo)準(zhǔn)功能.實(shí)際上,這并不是那么簡單.振蕩器電路設(shè)置了應(yīng)用的心跳,并且需要在石英晶體及其其他組件之間進(jìn)行仔細(xì)匹配.否則,產(chǎn)生的頻率的準(zhǔn)確性會受到影響,甚至在現(xiàn)場應(yīng)用可能會失敗.
Jauch希望為客戶避免此類問題.因此,我們對客戶的振蕩器電路進(jìn)行了詳細(xì)分析,目的是使晶體和電路之間達(dá)到最佳匹配.在所謂的”OSF測試”過程中,將檢查以下三個參數(shù):
1)頻率精度
2)振蕩安全系數(shù)(OSF)
3)驅(qū)動器級別
頻率精度:
振蕩器電路的主要任務(wù)是在整個應(yīng)用周期內(nèi)和所有環(huán)境條件下產(chǎn)生穩(wěn)定且準(zhǔn)確的頻率.為此,振蕩器電路的總負(fù)載電容(CL)必須盡可能接近晶體的標(biāo)稱負(fù)載電容(nominal CL)或與之理想匹配.因此,電路分析的第一步是確定石英晶體在其兩個端子處看到的總負(fù)載電容(CL).由于與電路的任何直接接觸都會使測量結(jié)果失真,因此,可以使用放置在電路上方一小段距離的近場探頭,在不接觸的情況下進(jìn)行測量.
然后將晶體從電路中焊接出來,并用Crystal Network Analyzer在標(biāo)稱CL下進(jìn)行測量.總CL與晶體標(biāo)稱CL的偏差越大,頻率偏差就越大.但是,通過檢查分析儀中的晶振,可以確定需要進(jìn)行哪些校正才能提高電路的頻率精度.
振蕩安全系數(shù)(OSF):
在第二步驟中,檢查振蕩器電路的振蕩安全性.該術(shù)語描述了電路在所有可能的環(huán)境條件下快速可靠地啟動的能力.因此,分析著重于電路內(nèi)的電子電阻.如圖1所示,電路中與石英串聯(lián)了一個新的附加電阻(RPot).然后逐步增加RPot的電阻,直到振蕩停止.這種方法模擬了”最壞情況的石英”,并揭示了特定振蕩器電路中石英的最大允許阻抗.
圖1:典型的振蕩電路(皮爾斯配置),帶有一個額外的電阻來計算OSF
對于MHz晶體(AT-Cut),對于大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用來說,大于5的OSF被認(rèn)為是足夠的.對于與安全相關(guān)的應(yīng)用,例如在汽車領(lǐng)域或醫(yī)療技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的應(yīng)用,通常需要OSF大于10.
對于32.768K晶體,由于這些電路的設(shè)計功耗極低,因此必須已經(jīng)將OSF值定為3至5,大于5則定為非常好.
驅(qū)動等級:
為了防止石英過載,確定作用在石英上的功率.為此,第一步是使用HF電流鉗(圖2)測量流過石英的電流強(qiáng)度.根據(jù)該測量結(jié)果和已經(jīng)確定的電路參數(shù)來計算石英的“驅(qū)動電平”.驅(qū)動級別不得超過石英數(shù)據(jù)表中指定的最大值.
圖2:為了計算驅(qū)動電平,需要測量流過石英晶體的電流.
調(diào)整振蕩器電路:
通過所有三個測試均令人滿意的有源晶振電路可以很好地集成到預(yù)期的應(yīng)用中.但是,如果測試發(fā)現(xiàn)缺陷,則必須對電路進(jìn)行調(diào)整.例如,如果有與頻率精度,在電路中的負(fù)載電容的變化可以減少電路C之間的差的問題大號和標(biāo)稱Ç大號石英晶體,從而提高頻率精度.有時也有必要用另一種類型替換原來安裝的晶體.
電路的任何更改都意味著必須再次執(zhí)行此處列出的所有測試.這使得尋找石英與電路之間的完美匹配成為一項費(fèi)時的工作.由于組件的尺寸很小,因此許多工作都是在顯微鏡下完成的.在完成OSF測試后,Jauch為客戶提供了詳細(xì)的測試報告.該報告包含所有重要的測量值,并且,如果需要,還包含有關(guān)調(diào)整電路的明確建議.這樣,通常在開始批量生產(chǎn)之前就可以發(fā)現(xiàn)并避免任何問題.
最后和大家說一句,這兩年Jauch Quartz France公司在國內(nèi)市場,積累了越來越多的用戶,以及提供其石英晶體和石英晶體振蕩器的供應(yīng)商,深圳市金洛鑫電子就是其中之一.并且從去年開始,Jauch晶振品牌就已經(jīng)正式在我司官網(wǎng)上線,并推出相關(guān)的產(chǎn)品,有需要了解和產(chǎn)品資料的,可以聯(lián)系0755-27837162,或者登錄官網(wǎng)http://www.quartzcrystal.cn/查看,隨時歡迎您!
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